交叉耦合濾波器設(shè)計畢業(yè)論文-wenkub
2023-07-08 15:57:04 本頁面
【正文】 近函數(shù)不同，一般有Butterworth綜合、Chebyshev綜合、橢圓函數(shù)綜合等濾波器設(shè)計方法。通常的，濾波器設(shè)計中考慮的主要因素有：l 體積和重量l 品質(zhì)因數(shù)Ql 帶寬l 調(diào)諧范圍l 耦合結(jié)構(gòu)l 功率容量l 造價根據(jù)不同的波段和應用。第一章 濾波器簡介和設(shè)計思想濾波器概念和簡介濾波器是通信工程中常用的重要器件，它對信號具有頻率選擇性，在通信系統(tǒng)中通過或阻斷、分開或合成某些頻率的信號。 濾波器工程應用頻段UHFL/SCX/KuKa工藝SAW螺旋介質(zhì)梳狀平面波導梳狀SAW介質(zhì)平面高溫超導波導介質(zhì)波導高溫超導平面梳狀介質(zhì)波導平面波導介質(zhì)平面應用移動通信衛(wèi)星通信PCS衛(wèi)星通信MMDS衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信鏈接LMDS衛(wèi)星 不同形式的濾波器實物照片綜合，還是優(yōu)化傳統(tǒng)的濾波器設(shè)計，采用網(wǎng)絡(luò)綜合的方法。計算機技術(shù)的不斷發(fā)展為濾波器優(yōu)化設(shè)計提供了可能。首先，優(yōu)化的方法需要確定優(yōu)化的變量和代價函數(shù)，通常代價函數(shù)可以采用實際響應和理想響應的差距，而優(yōu)化變量的確定就復雜得多，實際中常常是已確定網(wǎng)絡(luò)的拓撲，優(yōu)化元件值；或者已確定基本的結(jié)構(gòu)優(yōu)化物理尺寸等等。另外，即使假定可以優(yōu)化得到最優(yōu)解（在預先確定部分，比如拓撲結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上），如何保證其最優(yōu)解滿足設(shè)計指標呢？結(jié)合綜合和優(yōu)化的方法可以快速有效的完成濾波器設(shè)計。令，由于在和是，該響應有最大平滑特性，所以Butterworth響應也稱為最大平坦響應。可以證明Chebyshev多項式具有最優(yōu)特性，即：對任何階多項式，Chebyshev多項式斜率最陡，其物理意義是Chebyshev增益函數(shù)帶外下降最快，或者說過渡帶最短。這種結(jié)構(gòu)在微波波段難以實現(xiàn)。3）由k的余模數(shù)的值修正帶外衰減AS的值（一般要比原來給出的高）由帶外衰減給出模式的值 （3－5）其中，AS是阻帶的衰減要求。為了改變這一性質(zhì)，一般還要采用頻率變換?！纠印恳阎?時，綜合橢圓函數(shù)濾波器。甚至，可以采用源與負載也向多腔耦合的形式。也就是說，為使用諧振腔多耦合形式實現(xiàn)近似橢圓的帶通特性，需要對常規(guī)橢圓函數(shù)做出修正。（1）3階橢圓函數(shù)修正得到準橢圓函數(shù)3階橢圓函數(shù)濾波器的低通增益函數(shù)為 （3－15）其中 （3－16）分子分母相差僅為2階，所以做修正為 （3－17）其中 （3－18）注意其中的等波紋系數(shù)發(fā)生了變化，必須進行修正。如此修正對帶外特性是有利的，因此經(jīng)常采用?？梢园l(fā)現(xiàn)，偶數(shù)階橢圓函數(shù)的修正得到的準橢圓函數(shù)，帶內(nèi)帶寬沒有縮小。對于Chebyshev函數(shù)，是等波紋系數(shù)。這些與常規(guī)Chebyshev函數(shù)相同。即，具有帶外等波紋特性的GeneralChebyshev濾波器具有“最優(yōu)特性”。由于GeneralChebyshev函數(shù)濾波器本身具有帶內(nèi)等波紋特性，而現(xiàn)在又假定其帶外同樣具有等波紋特性，則兩有理分式的交點：帶內(nèi)為2n個，帶外為2(n2)個，即假設(shè)的有理分式與GeneralChebyshev函數(shù)相同。顯然的，得到推論：帶外等波紋的GeneralChebyshev濾波器，是所有具有n個傳輸零點的GeneralChebyshev濾波器中最優(yōu)的，具有最小的帶外特性。注意，此時帶外可以以不同的等波紋幅度波動，就是說可以是不對稱的，這一點優(yōu)于準橢圓函數(shù)。也就是說，階GeneralChebyshev濾波器比階特性好；而所有階GeneralChebyshev濾波器中，具有帶外等波紋特性的最好。在零點增加的過程中，始終保持了帶外的等波紋特性，知道得到滿足指標的最優(yōu)函數(shù)。比如，傳統(tǒng)的Butterworth綜合和Chebyshev綜合可以得到相同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，但是器件數(shù)值不同，此時Chebyshev函數(shù)具有最優(yōu)特性。四腔同軸交叉耦合濾波器理論設(shè)計設(shè)計一交叉耦合帶通濾波器，其指標如下：l 中心頻率：400MHzl 通帶帶寬：15MHzl 帶內(nèi)波紋：l 帶外衰減20dB采用三階準橢圓函數(shù)綜合。下面分別列出這三個子工程： 三個子工程（1）子工程1確定2腔和3腔之間的耦合孔寬度和腔內(nèi)導體棒高度。 建立隔板 建立隔板的模型在Model列表中選定剛剛建立的兩個隔板，并將其“聯(lián)合”成一個物體，改名為“Wall”。 建立一個窗口大小的立方體（用于減出耦合窗口） 建立窗口大小的立方體的模型 將窗口大小參數(shù)化，創(chuàng)建窗口寬帶參數(shù)W23 輸入W23的值模型加入?yún)?shù)$W23后。由于無需保留三個耦合窗口立方體，將Substrate窗口中的Clone選項去掉（）。 設(shè)變量L2 建立內(nèi)導體同時，要設(shè)置導體棒的材料是理想導體PEC，顏色我們設(shè)為紅色。在彈出的Solution Setup窗口中設(shè)定本征模式分析的解，本征頻率在360MHz以上，得到2個本征模式，最多計算20次，％，此時只需得到本征頻率的實部即可（）。此時，設(shè)這兩個頻率為f1和f2，我們有其中，f0為中心頻率400MHz，M23為腔間耦合量，即前面得到的理論值。再
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